Показатели эффективности и области рационального использования карьерных автосамосвалов

Автомобильный транспорт наиболее распространен на открытых горных работах. Средствами автомобильного транспорта на отечественных и зарубежных карьерах перевозятся около 80-85% добываемых пород и полезных ископаемых. Основными достоинствами автомобильного транспорта в карьерах являются: высокая маневренность и мобильность, приспособленность к изменяющимся условиям залегания месторождений, простота расположения и устройства дорожных коммуникаций. Указанные преимущества могут быть в полной мере реализованы только в тех условиях, которые позволяют автосамосвал конкретного типоразмера использовать с наилучшими значениями показателей эффективности эксплуатации. В частности, необходимо достижение максимальной эффективности экскаваторно-автомобильного комплекса (ЭАК) как единой системы, связанной с горнотехническими, климатическими и организационными условиями конкретного горного предприятия.

Качество ЭАК определяется следующими факторами. Во-первых, комплексом технических характеристик и эксплуатационных параметров каждого экскаватора и автосамосвала в отдельности. Они определяются проектно-конструкторскими решениями и особенностями эксплуатации машин на конкретном горном предприятии. Во-вторых, особенностями и условиями взаимодействия экскаватора и автосамосвала при их совместной работе в составе погрузочно-транспортного комплекса. При неправильном подборе сопряженных параметров экскаваторов и автосамосвалов в конкретных условиях эксплуатации можно иметь комплекс низкого качества.

Исторически при формировании структуры ЭАК наибольшее внимание уделялось обоснованию соответствия ковша экскаватора и емкости кузова автосамосвала. Так, минимальным соотношением между емкостью кузова автосамосвала и ковшом экскаватора-мехлопаты предлагалось считать 4:1, а максимальным – не более, чем 6:1 – 7:1. Известно предложение определять рациональную емкость ковша в зависимости от грузоподъемности автосамосвала и заданной производительностью ЭАК без учета влияния протяженности маршрута [3]. В [4] указывается, что самосвалы не должны простаивать под погрузкой более трех-четырех циклов экскавации, причем с увеличением расстояния транспортирования целесообразны большегрузные самосвалы.

Известны рекомендации [5] выбирать соотношение между емкостью кузова автосамосвала и ковша экскаватора в диапазоне от трех до пяти при расстояниях транспортирования до 1,6 км с увеличением этого соотношения при больших расстояниях. В результате исследований [6] получены оптимальные соотношения сопряженных рабочих параметров машин комплекса, изменяющиеся в пределах от 3:1 до 6:1, причем большее соотношение рекомендуется для большегрузных автосамосвалов грузоподъемностью 64-120 т для ограничения динамических нагрузок на несущие конструкции самосвала. При этом широко распространенные на протяжении нескольких десятилетий структуры «ЭКГ-4,6 + БелАЗ-540» и «ЭКГ-8И + БелАЗ-548» имеют минимальные соотношения 3,3:1 и 2,7:1. Методами экономико-математического моделирования установлены рациональные значения соотношений между сопряженными рабочими параметрами углевозов и экскаваторов [7], карьерных автосамосвалов и экскаваторов [8]. В последнем случае рекомендованы следующие соотношения емкостей кузова самосвала и ковша экскаватора в зависимости от расстояния транспортирования: 4-6 при расстоянии до 1,5 км, 6-10 – до 5 км и 8-10 – до 8 км. Таким образом, результаты исследований разных авторов приводят к близким рекомендациям при коротких расстояниях транспортирования и существенно отличаются при больших расстояниях.

Карьерный автосамосвал
Карьерный автосамосвал

Разработана обобщающая методика, реализованная в виде компьютерной модели и учитывающая вероятностный характер погрузочно-транспортного процесса и рассматривающая в качестве целевой функции максимальную производительность комплекса в заданных условиях эксплуатации [8].

В результате исследований последних лет в настоящее время различают дифференцированные (таблица 1.1) показатели качества входящих в ЭАК отдельных машин, и синтезирующие показатели качества комплекса в целом [1, 9, 10].

Синтезирующие показатели качества простого и сложного ЭАК относятся к одной из трех групп: технологические, эксплуатационные, экономические.

К технологическим показателям относятся:

  1. Объемный модуль комплекса, выражаемый соотношением:
  • для простого – вместимости кузова автосамосвала и вместимости ковша экскаватора;
  • для сложного – средней вместимости кузова обслуживаемых автосамосвалов и вместимости ковша экскаватора.
  1. Весовой модуль комплекса, выражаемый соотношением:
  • для простого – грузоподъемности автосамосвала и массы груза в ковше экскаватора;
  • для сложного – средней грузоподъемности обслуживаемых автосамосвалов и вместимости ковша экскаватора.
  1. Стабильность комплекса, выражаемая коэффициентом стабильности kст = 1 – 1/Nа.р (Nа.р – число работающих автосамосвалов для простого и сложного комплекса).
  2. Маневренность сложного комплекса, выражаемая коэффициентом маневренности kм = 1 – 1/Nэ.р (Nэ.р – число работающих в карьере экскаваторов).

Таблица 1.1 – Дифференцированные показатели качества машин ЭАК

Экскаватор

Автосамосвал

Конструктивные

1. Мощность, приходящаяся на 1 м3 вместимости ковша 1. Мощность, приходящаяся на 1 т общей массы груженого автосамосвала
2. Металлоемкость на 1 м3 вместимости ковша и 1 кВт мощности сетевого двигателя 2. Материалоемкость на 1 т грузоподъемности
3. Маневренность – скорость передвижения 3. Маневренность – скорость движения и минимальный радиус поворота
4. Конструктивная и технологическая надежность

Эксплуатационные

Степень физического износа, выраженная отношением фактически отработанного времени к амортизационному периоду Степень физического износа, выраженная отношением фактического пробега к амортизационному

Экономические

Капитальные затраты на приобретение экскаватора Капитальные затраты на приобретение автосамосвала

Эксплуатационными показателями являются:

  1. Показатель динамичности процесса загрузки, определяющийся частотой и величиной динамических воздействий выгружаемой из ковша горной массы на конструкцию автосамосвала
  2. Эксплуатационная надежность комплекса, характеризующаяся коэффициентом готовности экскаватора, автосамосвала, транспортных коммуникаций и приемного пункта
  3. Производительность комплекса.
  4. Производительность труда одного работающего по комплексу, включая техническое обслуживание, ремонт оборудования, содержание автодорог и пр.

В качестве экономических показателей рассматривают:

  1. Соотношение стоимости автосамосвала и экскаватора.
  2. Соотношение стоимости запасных частей автосамосвала и экскаватора за срок их службы.
  3. Соотношение стоимости одного машиночаса простоя автосамосвала и экскаватора.
  4. Себестоимость экскавации и транспортирования одной тонны горной массы.

Обеспечение минимума суммарных затрат соответствует определенному диапазону значений перечисленных показателей, что и определяет области рационального использования в конкретных горнотехнических условиях.

Рассмотрение показателей эффективности ЭАК позволяет утверждать, что, если для соотношений емкостей ковша экскаватора и кузова автосамосвала известны многочисленные конкретные количественные рекомендации, то относительно других показателей этого сказать нельзя. Особо следует отметить, что отсутствует дифференцированный подход к учету надежности автосамосвалов различных марок, и, особенно, различных единиц автосамосвалов одного типоразмера. Автосамосвалы одного типа и грузоподъемности, но разного технического состояния и надежности, в соответствии с известными методиками будут включены на равных основаниях в структуру ЭАК, в значительной степени по разному влияя на эффективность его работы. А надежность и техническое состояние карьерных автосамосвалов обычно таковы, что являются целесообразными для учета при оценке эффективности работы ЭАК.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector